英国伦敦帝国医学院的尼克 · 列蒙尼(Nick Lemoine)认为,基因靶向性酶前体药物治疗(GDEPT)还存在许多未明的问题,从而促使科学家们去寻找更为有效的载体以及如何提高肿瘤的选择性。
基因靶向性酶前体药物治疗的机理很简单。如果病毒或细菌的一个自杀基因(suicide gene)可特异地在肿瘤细胞中表达,编码一种可将无毒的前体药物转化为有毒代谢产物的酶,用前体药物治疗病人,肿瘤细胞即可选择性地被杀死。大肠杆菌(E. Coli)中的胞嘧啶脱氨酶(CD),可将5-氟胞嘧啶(5-FC)转变为5-氟尿嘧啶(5-FU);而单纯疱疹病毒-胸苷激酶(HSV-TK)则可将无毒的Ganciclovir(二羟丙氧甲基鸟嘌呤)磷酸化,生成三磷酸Ganciclovir,这两种酶为潜在的自杀酶。但在GDEPT用于临床前,必须找到可以高效、特异地把编码这两种酶的基因转移到肿瘤细胞中的方法。
列蒙尼认为目前所有的基因转移方法,体外应用比在体应用的转移效率高。人体内没有经转移基因的肿瘤细胞,对药物有耐受性。逆转录病毒不适用于在体的基因转移。尽管从目前来看,腺病毒(Ad)对患者有很强的免疫原性,但HSV与Ad载体还是被广泛看好的。应用基因重组技术,用其他基因替代Ad的所有基因(除病毒复制和包装所必需的基因外)而开发出的Ad重组载体,可以消除Ad的免疫原性。
列蒙尼还指出,这种重组的Ad载体还有另一优点。“因其携带外源基因的容量大,可以一次导入多个活化药物前体的体系,这些基因均可提高对肿瘤细胞的免疫应答水平。”
研究人员面临的另一问题是如何定位肿瘤细胞。美国罗彻斯特市马约医院的理查德 · 维勒(Richard Vile)认为:“要想使临床治疗更有效,必须把自杀基因转移到肿瘤细胞中,同时还要避免自杀基因在正常细胞中表达。”为此,常使用肿瘤组织特异的启动子。维勒等人用黑素细胞特异的酪氨酸启动子促进黑素瘤细胞中HSV-TK的表达,从而对Ganciclovir敏感。
最近列蒙尼等人发现应用人癌基因ErbB2启动子的一条500bp(碱基对)片段,可特异地使过度表达ErbB2的乳腺癌细胞表达胞嘧啶脱氨酶。在第1期的试验中,向ErbB2为阳性的乳腺癌妇女的皮肤转移灶中注入ErbB2启动子片段与胞嘧啶脱氨酶复合体,再全身给5-FC。该治疗安全,发现12名受试者中有11人的转移灶中有胞嘧啶脱氨酶mRNA的表达,表现为:可选择性地在过度表达EbrB2的肿瘤细胞中表达。
尽管在提高基因转移效率方面已做了许多尝试,但是在体肿瘤细胞的无效基因转移并非是坏事。那些带有自杀基因的肿瘤细胞的死亡,可引起周围没有携带自杀基因的肿瘤细胞死亡,这部分归因于药物前体的降解产物(有毒性)对上述肿瘤细胞的直接杀伤。列蒙尼说:“这种旁侧效应,可扩大治疗面积。不同类型和部位的肿瘤,机制各异,但在肿瘤细胞死亡时通过抗原呈递而进行的免疫识别,可能更重要。因此,既可通过导入连接蛋白的基因促进细胞间的转运,提高自杀基因的表达,也可以通过热休克蛋白(HSP)将‘危险信号’传递给免疫系统,提高自杀基因的表达。”
哈佛医学院的埃克赞德拉 · 布瑞克费尔德(Xandra Breakefield)和马内什 · 阿吉(Manish Aghi)认为,肿瘤靶向性基因转移还可提高对抗叶酸素(antifolates)的敏感性。肿瘤细胞对氨甲蝶吟类药物敏感,与肿瘤细胞中的叶酸多聚谷氨酰胺合成酶(FPGS)的活性高有关。神经胶质瘤中FPGS活性低,故治疗效果差,但经转移入FPGS的cDNA后,神经胶质瘤细胞表达FPGS增多,则可提高对氨甲蝶吟类药物的敏感性。布瑞克费尔德说:“提高肿瘤对那些具有中等疗效的抗癌药的敏感性,这一策略值得进一步研究。”由于胃肠道和骨髓中那些具有增殖能力的正常细胞,对抗叶酸素也敏感,所以该药临床上应用面临的问题是缺乏特异性。但是在无FPGS存在时,上述药物对肿瘤细胞和正常细胞均无害。故FPGS基因的转移为肿瘤的治疗开辟了一个新途径。
列蒙尼相信,随着对药物前体活化体系的改进,以及一些诸如凋亡效应物(effector)基因和编码膜融合蛋白的病毒基因等新技术的应用,将会发现更有效地杀死肿瘤细胞的新方法。随着选择性复制载体(可提高转染效率)的应用,基因转移体系会有根本地完善。“Onyx015腺病毒的复制依赖于肿瘤中的一常见事件——p53失活,表明该技术具有良好的发展前景。”
[The Lancet ,1999年10月16日]